《无人区》讲述了律师潘肖（徐峥饰）的荒漠逃生之旅。潘肖小有名气，却利欲熏心，凭借出色的法律知识和能言善辩的庭审技巧，成功为盗捕国家珍禽阿拉泰隼、并残忍杀害警察的西北盗猎团伙首领（多布杰饰）洗脱罪名。对方答应十天后付清剩余酬金，潘肖则要求以一辆红色轿车作为抵押。
拿到车后，潘肖驾车踏上从西北荒漠返回大都会的道路。然而，这段旅程远没有想象中顺利。他先是与一对驾驶卡车、运输茅草的兄弟（王双宝、巴多饰）发生冲突，弄得人伤车损，随后又撞飞了一名疑似拦车求助的男子（黄渤饰）。意识到自己可能惹上人命官司后，潘肖辗转来到一家专门从事不法勾当的黑店，并在那里遇见了被困于此的妓女（余男饰）。
与此同时，盗猎团伙首领一路尾随而来，背后似乎还隐藏着更加危险的计划。此时的潘肖尚未意识到，等待他的将是一条危机四伏、难以脱身的道路。
